Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория горения и взрыва. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
превращения в форме быстрого выгорания. Также сюда могут быть отнесены
(5.2)
пиротехнические составы, предназначение которых заключается в
снаряжении специальных боеприпасов для обеспечения специального
пиротехнического эффекта (зажигательный, осветительный, сигнальный и
трассирующий). Основной вид взрывного превращения пиротехнических
составов – горение.
Одной из характеристик взрыва, который происходит вследствие
взрывного превращения взрывчатого вещества, является тротиловый
эквивалент взрыва. Тротиловый эквивалент взрыва используется для
сравнительного анализа и соответствует условному количеству тротила, взрыв
которого сопровождался бы таким же разрушительным эффектом. Величина
является относительной. За величину отсчета принята теплота взрыва
тринитротолуола, которая точно измерена и равна 4,187·103 кДж/кг.
Тротиловый эквивалент взрыва оценивают по формуле:
где Q
– теплота взрыва вещества, которая может приниматься за низшую
взр
теплоту горения, QН; m – количество взрывчатого вещества; γ – доля
потенциальной энергии, перешедшей в кинетическую энергию взрыва
(значение может принимать от 1 до 0,4); Q
– теплота взрыва
ТНТ
тринитротолуола.
Для осуществления оценки того насколько взрывчатое вещество
является опасным для перевозки проводят испытание для измерения
чувствительности к удару падающим грузом. Для этого используется копер –
устройство для проведения испытания на устойчивость к удару согласно
ГОСТу Р53855-2010. Один из методов испытания ВВ на чувствительность к
механическим воздействиям.
81
5.2.1. Лабораторная работа № 9 Определение предельной энергии удара
для инициации взрывчатого вещества
Цель работы: исследование взрывоопасности веществ на примере
сравнительного анализа чувствительности нескольких веществ к удару
падающим грузом.
Материалы и оборудование, используемые в работе.
Для проведения работы используется установка Копер БИМ,
отвечающая требованиям ГОСТа Р53855-2010. Исследуемые вещества
предоставляются преподавателем.
Описание установки Копер БИМ:
Принципиальная схема установки Копер БИМ представлена на
рисунке 1.
Рисунок 5.5 – Общий вид установки для проведения испытания
Копер БИМ (фронтальный и боковой вид)
(ссылка на рисунок https://clck.ru/363UJd)
Установка Копер БИМ включает в себя следующие основные элементы:
стальное основание (10 на рисунке 1), на котором закреплены стальной блок
(9), с установленной на нем наковальней (8), и стойка (3) с направляющими
82
рейками (1). Направляющие рейки закреплены на стойке средней
перекладиной (4). На направляющей рейке закреплены зубчатые рейки (6) для
предотвращения отскока падающего груза (5). Для регулирования высоты
размещения груза используется градуированная шкала (7). Захватно-пусковое
устройство (2) крепиться на направляющих рейках зажимом. Груз
закрепляется в захватно-пусковом устройстве также соответствующим
зажимом.
Порядок проведения работы:
1. Для проведения испытаний используются грузы массой 1, 5 и 10
кг. Образец при проведении работы помещается в держатель наковальни.
После поднятия и фиксации груза на заданную высоту осуществляют пуск
захватно-пусковым устройством. Груз начинает свободное падение на
вещество в наковальне. Фиксируют результат, при этом различают –
отсутствие реакции, разложение вещества без пламени или взрыва, взрыв.
Меняя высоту первичного размещения груза, определяют такую высоту,
падение груза с которой, происходит хотя бы один взрыв из шести испытаний.
Энергия взрыва (Дж) рассчитывается как произведение массы груза (кг) на
высоту падения (м).
2. Измельченный образец исследуемого вещества соответствующей
массой поместить в держатель наковальни копра БИМ.
3. Разместить груз массой 1 кг на отметку 0,5м (это соответствует
энергии взрыва 5 Дж).
4. После проверки подготовки копра БИМ освобождают груз пуском
захватно-пускового устройства.
5. При падении груза на наковальню фиксируют результат – наличие
взрыва, разложение вещества или отсутствие реакции. В случае
возникновения взрыва вещества уменьшают высоту на 10 см. В случае если
взрыва вещества не отмечено, то повышают высоту подвеса груза на 10 см.
83
6. Повторить пункт 4 до тех пор, пока среди шести испытаний для
Название
вещества
Масса
приготовленной
навески
вещества, г
Масса груза,
кг
Высота
падения, м
Предельная
энергия
удара, Дж
М
ТНТ
,
кг
соответствующей высоты падения груза не произойдет взрыв хотя бы один
раз. При необходимости заменить образец в держателе наковальни.
7. По установленной высоте падения груза, для которой фиксируется
начало взрыва испытуемого вещества, рассчитывается предельная энергия
удара.
8. Повторить эксперимент для другого испытуемого вещества.
9. Для испытуемых веществ провести расчет тротилового
эквивалента взрыва.
10. Внести результаты расчетов и наблюдений в таблицу.
11. Сделать выводы по полученным результатам и подготовить отчет.
Таблица 5.2 – Результаты проведения эксперимента
1. Какие виды взрывчатых веществ бывают и чем они отличаются?
2. Какие характеристики используются для описания взрывчатых
веществ?
3. Какие выделяют вторичные опасные факторы взрыва?
4. Какие требования предъявляют к инициирующим и бризантным
взрывчатым веществам?
5. В чем различия взрывов, происходящих в воздушной среде, воде и
под землей?
Контрольные вопросы
84
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ТГВ – теория горения и взрыва
ВВ – взрывчатые вещества
ПРД – плоскость равных давлений
НПВ – нижний предел взрыва
ВПВ – верхний предел взрыва
НТПВ – нижний температурный предел воспламенения
ВТПВ – верхний температурный предел воспламенения
ЛВЖ – легковоспламеняющаяся жидкость
ГЖ – горючие жидкости
ТГМ – твердые горючие материалы
ТНТ – тринитротолуол
НКПР – нижний концентрационный предел распространения пламени
ВКПР – верхний концентрационный предел распространения пламени
МВСК – минимальное взрывоопасное содержание кислорода
ТПР – температурный предел распространения пламени
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Девисилов, В.А. Теория горения и взрыва: практикум: Учебное
пособие / В.А. Девисилов, Т.И. Дроздова, С.С. Тимофеева; под общ. ред. В.А.
Девисилова. – М.: Форум, 2014. – 352 с.
2. Андросов, А.С. Теория горения и взрыва: практикум: Учебно-
методическое пособие / А.С. Андросов, И. Р. Бегишев, А. К. Беликов: – М.:
Академия ГПС МЧС России, 2013. – 52 с
3. Кудрина, Ю.В. Лабораторный практикум: учебное пособие./
Кудрина Ю.В. Матерова С.И..-Железногорск, Сибирская пожарноспасательная академия ГПС МЧС России., 2015. – 87 с.
4. Вершинин, Н. Н. Теория горения и взрыва : учеб. пособие / Н. Н.
Вершинин, Г. В. Козлов, Ю. А. Григорьев. Пенза : Изд-во ПГУ, 2014. – 156
с. ISBN 978-5-94170-812-3
5. Липкович, И.Э. Теория горения и взрыва: методические указания
и контрольные задания для самостоятельной работы / И.Э. Липкович, Н.В.
Петренко. – Зерноград: Азово-Черноморский инженерный институт ФГБОУ
ВПО ДГАУ, 2014. – 165 с
86
ПРИЛОЖЕНИЕ А
t, 0С
Приращение температуры, 0С
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
- 0
- 0,000
- 0,392
- 0,777
1,156
- 1,527
- 1,889
- - -
-
0
0,000
0,397
0,798
1,203
1,611
2,022
2,436
2,850
3,266
3,681
100
4,095
4,508
4,919
5,327
5,733
6,137
6,539
6,939
7,338
7,737
200
8,137
8,537
8,938
9,341
9,745
10,151
10,560
10,969
11,381
11,793
300
12,207
12,623
13,039
13,456
13,874
14,292
14,712
15,132
15,552
15,974
400
16,395
16,818
17,241
17,664
18,088
18,513
18,938
19,363
19,788
20,214
500
20,640
21,066
21,493
21,919
22,346
22,772
23,198
23,624
24,050
24,476
600
24,902
25,327
25,751
26,176
26,599
27,022
27,445
27,867
28,288
28,709
700
29,128
29,547
29,965
30,383
30,799
31,214
31,629
32,042
32,455
32,866
800
33,277
33,686
34,095
34,502
34,909
35,314
35,718
36,121
36,524
36,925
900
37,325
37,724
38,122
38,519
38,915
39,310
39,703
40,096
40,488
40,879
1000
41,269
41,657
42,045
42,432
42,817
43,202
43,585
43,968
44,349
44,729
1100
45,108
45,486
45,863
46,238
46,612
46,985
47,356
47,726
48,095
48,462
1200
48,828
49,192
49,555
49,916
50,276
50,633
50,990
51,344
51,697
52,049
1300
52,398
- - - - - - - - -
Таблица 1 - Стандартная градуировочная таблица термопары хромель – алюмель
Термо – ЭДС, мВ; температура, 0С (МПТШ – 68); температура свободных концов 0 0С; предел допускаемых отклонений
0,16 мВ при t ˂ 300 0С и [0,16 + 2,0 ∙ 10-4 (t – 300)] мВ при t ˃ 300 0; электроды: хромель HX 9,5; никель НМц АК 2-2-1
87
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Вещество
Пределы воспламенения, % об.
нижний
верхний
Метан
5,00
15,00
Этан
3,22
12,45
Пропан
2,10
9,50
Бутан
1,80
8,41
изо-Бутан
1,86
8,44
изо-Пентан
1,32
-
Гексан
1,25
6,90
Гептан
1,00
6,00
Октан
0,95
-
Нонан
0,83
-
Декан
0,67
-
Этилен
2,75
28,60
Пропилен
2,00
11,10
Бутилен
1,70
9,00
Амилен
1,60
-
Ацетилен
2,50
80,00
Бензол
1,41
6,75
Толуол
1,27
6,75
о-Ксилол
1,00
6,00
Циклопропан
2,40
10,40
Циклогексан
1,33
8,35
Метилциклогексан
1,15
-
Метиловый спирт
6,72
36,50
Этиловый спирт
3,28
18,95
Пропиловый спирт
2,55
-
изо-Пропиловый спирт
2,65
-
Бутиловый спирт
1,70
-
изо-Бутиловый спирт
1,68
-
Амиловый спирт
1,19
-
изо-Амиловый спирт
1,20
-
Ацетальдегиа
3,97
-
Таблица 2 - Концентрационные пределы воспламенения
88
ПРИЛОЖЕНИЕ В
t, 0С
Р,
С
Р,
кДж/(кг·К)
λ∙102,
Вт/(м∙К)
μ∙106,
Па∙с
v∙106,
м2/с
а∙106,
м2/с
Pr
- 50
1,584
1,013
2,04
14,6
9,23
12,7
0,728
- 40
1,515
1,013
2,12
15,2
10,04
13,8
0,728
- 30
1,453
1,013
2,20
15,7
10,80
14,9
0,723
- 20
1,395
1,009
2,28
16,2
12,79
16,2
0,716
- 10
1,342
1,009
2,36
16,7
12,43
17,4
0,712 0 1,293
1,005
2,44
17,2
13,28
18,8
0,707
10
1,247
1,005
2,51
17,6
14,16
20,0
0,705
20
1,205
1,005
2,59
18,1
15,06
21,4
0,703
30
1,165
1,005
2,67
18,6
16,00
22,9
0,701
40
1,128
1,005
2,76
19,1
16,96
24,3
0,699
50
1,093
1,005
2,83
19,6
17,95
25,7
0,698
60
1,060
1,005
2,90
20,1
18,97
26,2
0,696
70
1,029
1,009
2,96
20,6
20,02
28,6
0,694
80
1,000
1,009
3,05
21,1
21,09
30,2
0,692
90
0,972
1,009
3,13
21,5
22,10
31,9
0,690
100
0,946
1,009
3,21
21,9
23,13
33,6
0,688
120
0,898
1,009
3,34
22,8
25,45
36,8
0,686
140
0,854
1,013
3,49
23,7
27,80
40,3
0,684
160
0,815
1,017
3,64
24,5
30,09
43,9
0,682
180
0,779
1,022
3,78
25,3
32,49
47,5
0,681
200
0,746
1,026
3,93
26,0
34,85
51,4
0,680
250
0,674
1,038
4,27
27,4
40,61
61,0
0,677
300
0,615
1,047
4,60
29,7
48,33
71,6
0,674
350
0,566
1,059
4,91
31,4
55,46
81,9
0,676
400
0,524
1,068
5,21
33,0
63,09
93,1
0,678
500
0,456
1,093
5,74
36,2
79,38
115,3
0,687
600
0,404
1,114
6,22
39,1
96,89
138,3
0,699
700
0,362
1,135
6,71
41,8
115,4
163,4
0,706
800
0,329
1,156
7,18
44,3
134,8
188,8
0,713
900
0,301
1,172
7,63
46,7
155,1
216,2
0,717
1000
0,277
1,185
8,07
49,0
177,1
245,9
0,719
1100
0,257
1,197
8,50
51,2
199,3
276,2
0,722
1200
0,239
1,210
9,15
53,5
233,7
316,5
0,724
Таблица 3 -Физические свойства сухого воздуха
89
ТЕОРИЯ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА
Лабораторный практикум
Авторы:
Неприятель Юлия Николаевна,
Шубин Александр Анатольевич, канд.хим. наук,
Коваль Юлия Николаевна, канд. биол. наук
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]